北京時(shí)間3月18日，美國(guó)肯尼迪航天中心，太空發(fā)射系統(tǒng)（SLS）重型火箭與“獵戶座”載人飛船完成總裝。隨后，承載著箭船組合體的活動(dòng)發(fā)射平臺(tái)駛出總裝車間，垂直轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū)，開始進(jìn)行發(fā)射場(chǎng)合練。至此，歷時(shí)10年研發(fā)的太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭Block1構(gòu)型正式亮相。未來(lái)，它將承擔(dān)美國(guó) “阿爾忒彌斯” 登月計(jì)劃的載人發(fā)射任務(wù)。
縱觀美國(guó)太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭的研發(fā)歷程，可謂一波三折。該型火箭于2011年開始研制，原定于2017年首飛。然而，其研制過(guò)程中遇到諸多困難，最終在耗資200多億美元、歷時(shí)多年后才得以亮相。
3種構(gòu)型漸進(jìn)發(fā)展
20世紀(jì)70年代末，美國(guó)成功研制出航天飛機(jī)，用于天地間往返運(yùn)送人員和物資。由于沒(méi)有逃生系統(tǒng)，美國(guó)航天飛機(jī)曾發(fā)生兩起嚴(yán)重事故，導(dǎo)致14名航天員遇難。特別是2003年，美國(guó)“哥倫比亞”號(hào)航天飛機(jī)從太空返回地面時(shí)發(fā)生爆炸，給人們留下?lián)]之不去的陰影。時(shí)任美國(guó)布什政府啟動(dòng)“星座計(jì)劃”，研制“阿瑞斯”系列火箭代替航天飛機(jī)。奧巴馬政府上臺(tái)后，“星座計(jì)劃”由太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭取代。2011年，“亞特蘭蒂斯”號(hào)航天飛機(jī)執(zhí)行完最后一次飛行任務(wù)后，航天飛機(jī)徹底退出歷史舞臺(tái)。與此同時(shí)，太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭正式進(jìn)入研制階段。
按照原計(jì)劃，太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭有Block1、Block1B和Block2三種構(gòu)型。其中，Block1構(gòu)型由芯級(jí)、五段式固體助推器（2枚）、級(jí)間段、過(guò)渡低溫上面級(jí)和飛船支架組成，可實(shí)現(xiàn)70噸近地軌道運(yùn)載能力和27噸地月轉(zhuǎn)移軌道運(yùn)載能力。Block1構(gòu)型通過(guò)月球任務(wù)演示驗(yàn)證后，美國(guó)宇航局計(jì)劃采用探索上面級(jí)替換過(guò)渡低溫上面級(jí)，同時(shí)換裝固體助推器，形成Block1B構(gòu)型。Block1B構(gòu)型的近地軌道運(yùn)載能力為105噸，深空運(yùn)載能力達(dá)到42噸。未來(lái)，在Block1B構(gòu)型的基礎(chǔ)上，通過(guò)換裝更先進(jìn)的助推器形成Block2構(gòu)型，實(shí)現(xiàn)130噸的近地軌道運(yùn)載能力，深空運(yùn)載能力提升至46噸。
太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭充分借鑒了航天飛機(jī)技術(shù)，如發(fā)動(dòng)機(jī)改裝自航天飛機(jī)的主發(fā)動(dòng)機(jī)，芯級(jí)采用與航天飛機(jī)相同的8.4米直徑，因而可使用原來(lái)的生產(chǎn)線進(jìn)行生產(chǎn)。固體助推器由航天飛機(jī)的四段式改為五段式，大部分也采用回收的固體助推器。二級(jí)為過(guò)渡低溫上面級(jí)，配備一臺(tái)成熟的液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī)，級(jí)間段則由歐洲生產(chǎn)，是最早交付總裝的產(chǎn)品。
研制模式已落伍
既然技術(shù)上具備充足的繼承性，為何太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭的亮相時(shí)間從2017年推遲至2022年，是受重視程度不夠？恰恰相反，太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭作為美國(guó)宇航局唯一承載空間發(fā)射任務(wù)的重型運(yùn)載工具，受到“百般呵護(hù)”。
真正使太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭一拖再拖的原因，一是在于研制重型運(yùn)載火箭的難度，二是受制于按部就班的傳統(tǒng)研制模式。太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭直徑8.4米，擁有世界上最長(zhǎng)的芯一級(jí)，全箭長(zhǎng)度接近100米，起飛質(zhì)量約2600噸，起飛推力3992噸，無(wú)論從“身高”“體重”還是“腰圍”看，都是一個(gè)“巨無(wú)霸”式的存在。如果按照傳統(tǒng)研制模式開展大型地面試驗(yàn)，必然需要花費(fèi)更多時(shí)間。再加上研制中出現(xiàn)種種故障，進(jìn)度推遲也就不足為奇了。與其形成鮮明對(duì)比的，是美國(guó)太空探索技術(shù)公司的“超重-星艦”。其采用快速迭代的研制模式，正式研發(fā)僅3年多時(shí)間，但研發(fā)進(jìn)度驚人。
如今，太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭終于亮相，讓外界對(duì)其首飛增添了幾分期待。如果一切順利，太空發(fā)射系統(tǒng)重型火箭有望于今年底完成首次飛行任務(wù)。（少謀）